O interesse por processos de manufatura aditiva tem crescido consideravelmente nos últimos anos, principalmente devido às diversas vantagens que oferecem frente aos métodos mais tradicionais, como os processos de fundição e conformação plástica. A principal vantagem da manufatura aditiva é sua capacidade de produzir peças com geometrias complexas e alta flexibilidade, possibilitando a fabricação de peças customizadas. Isso é especialmente relevante para a indústria de implantes ortopédicos/dentários de titânio, já que formas correspondentes à região defeituosa do osso podem ser fabricadas facilmente. No entanto, embora os processos de manufatura aditiva permitam a obtenção de implantes otimizados em termos de geometria e microestrutura, as infecções, um risco inerente a todos os procedimentos cirúrgicos, podem comprometer a cirurgia do implante e, consequentemente, interferir em todo o processo de recuperação do tecido ósseo. Portanto, este projeto objetiva o desenvolvimento de recobrimentos bactericidas em uma liga Ti-20Nb-6Ta (% em massa) processada pela técnica de fusão em leito de pó a laser, por meio da eletrodeposição de ligas de Cu-Ag seguida de tratamento térmico. Espera-se estabelecer e consolidar um método eficaz e acessível para a funcionalização da superfície de implantes ortopédicos/dentários de titânio, conferindo-lhes propriedades antimicrobianas. Essa contribuição possui implicações científicas e tecnológicas significativas, podendo servir como base para o aprimoramento de produtos médicos e proporcionando uma melhor qualidade de vida para aqueles que deles necessitam. (AU)

A Manufatura Aditiva, popularmente conhecida como impressão 3D, é atualmente utilizada em diversos setores e aplicações com diferentes tipos de materiais. No setor farmacêutico, representa uma inovação promissora, considerando que a utilização de impressoras 3D desktop pode permitir a fabricação de medicamentos com dosagem personalizada de acordo com as necessidades do paciente. Além disso, diferentes morfologias podem ser fabricadas, o que permitiria modificar a liberação do princípio ativo, combinar diferentes medicamentos, fabricar medicamentos modulares, entre outros. Este projeto de pesquisa visa avançar no desenvolvimento de materiais semissólidos padrão para impressão 3D por extrusão de material. O objetivo principal é formular, caracterizar e testar diferentes formulações para serem utilizadas como material base para a posterior adição de Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs). A pesquisa a ser realizada é disruptiva e, em uma primeira instância, a formulação de materiais base é fundamental. O escopo do projeto estará orientado à determinação dos protocolos para formulação e impressão 3D de diferentes materiais que garantam a estruturação 3D de geometrias de medicamentos. O projeto será executado em quatro etapas interligadas. A primeira está focada na formulação de materiais semissólidos e Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs). A segunda abrange caracterizações reológicas, químicas e térmicas prévias ao processo de impressão. Na terceira etapa, ocorrerá a impressão 3D, avaliando a capacidade de impressão dos materiais selecionados. A última etapa envolve estudos de liberação controlada e biocompatibilidade. O projeto foi planejado considerando um cronograma de 24 meses e será executado utilizando o hardware e software desenvolvidos pela startup 593iCAN Soluções em Impressão 3D Ltda., empresa que atualmente executa um projeto PIPE FAPESP Fase 2. Nesse sentido, a interação com a startup será significativa, já que o desenvolvimento de materiais semissólidos permitirá a validação e aumento do grau de maturidade da tecnologia. O projeto busca estabelecer um precedente para transformar a maneira como medicamentos são produzidos e personalizados. (AU)

O Brasil é o terceiro país em número de animais domésticos com 149,6 milhões de animais de estimação. O faturamento do mercado pet foi de 60,2 bilhões em 2022 com crescimento estimado de 16,4% ao ano. O uso de medicamentos em pets é recorrente e 77,2% são prescrições para administração por via oral, podendo gerar dificuldades ao tutor para conseguir medicar o pet com sucesso. A 3D Pharma traz a solução através do implante de dose única personalizada contendo meloxicam. O fármaco modelo meloxicam configura-se em ser um anti-inflamatório não esteroide amplamente utilizado em cães para o alívio sintomático da inflamação, dor de intensidade leve a moderada e terapêutica base de várias patologias. Até o momento, o mercado veterinário não dispõe de tecnologia semelhante. Com isso, o objetivo é obter um implante medicamentoso para administração subcutânea em pets empregando tecnologia 3D, realizando a análise da viabilidade do produto inovador tanto do ponto de vista técnico como comercial. O produto proporcionará uma liberação sustentada por 3 dias, evitando desconforto de múltiplas doses e trazendo eficiência terapêutica, conforto para o pet e tutor. O protótipo encontra-se em TRL-2 e até o momento, a 3D Pharma domina o manuseio dos equipamentos, realizou testes preliminares de incorporação do meloxicam no filamento polimérico reabsorvível e utilizou esta matéria-prima para impressões do implante obtendo o MVP na versão 1.0. A partir de do Pipe Fase I realizará o controle de qualidade do filamento empregando teor de meloxicam no filamento e do protótipo com os ensaios de uniformidade de massa, dureza, teor de umidade, uniformidade de conteúdo, ensaio de liberação in vitro, escalabilidade do processo, ensaio de citotoxicidade e teste de esterilização. Paralelamente, será realizado aproximação com veterinários e o público-alvo por meio de encontros com o com veterinários para apresentação da proposta, comunicação via rede sociais para integrar a marca no nicho pretendido e levantamento de informações técnicas e de mercado. Ao término teremos avançado para o TRL-3 e preparar a proposta e envio do Pipe Fase 2. (AU)

A técnica de manufatura aditiva por fusão a laser em leito de pó (L-PBF) usualmente depende de pós metálicos pré-ligados, com controle de composição, morfologia e tamanho de partícula e que são obtidos por técnicas sofisticadas de atomização. A formação in-situ de liga metálica no processamento por L-PBF é uma alternativa interessante e elimina a necessidade de pós pré-ligados, de alto custo, mas é desafiadora quando se trata de elementos de liga com pontos de fusão muito diferentes. Um aspecto crítico é a obtenção da homogeneidade microestrutural, sem a presença de partículas não fundidas e distribuição heterogênea de elementos de liga. O objetivo deste estudo é desenvolver rota de processamento utilizando L-PBF que permita o processamento in-situ de pós elementares de Ti, Nb e Sn com composição Ti-30Nb-4Sn. Esse objetivo envolve a seleção de parâmetros de processo que permita obter amostras homogêneas em termos de composição, com reduzida fração de partículas não dissolvidas de pó elementar e com reduzido nível de porosidades. Outro objetivo é a avaliação da formação de textura cristalográfica em função de parâmetros de processo na manufatura aditiva. As amostras serão caracterizadas quanto à microestrutura, estabilidade térmica e comportamento mecânico. (AU)

O tecido ósseo tem a capacidade de se regenerar por meio de células como os osteoblastos. No entanto, lesões causadas por traumas, doenças, tumores e infecções podem prejudicar gravemente a estrutura e a função óssea, resultando em danos extensivos e limitando o processo de regeneração. O uso de matrizes extracelulares, como os scaffolds ósseos, tem sido extensivamente pesquisado para estimular a osteogênese. Esses scaffolds são estruturas tridimensionais e porosas que proporcionam condições favoráveis para a adesão e proliferação celular. Para aprimorar a funcionalidade e valor dos scaffolds, incorpora-se substâncias ricas em compostos ativos com propriedades antibacterianas, antioxidantes e anti-inflamatórias. O objetivo principal deste projeto é realizar a impressão 3D de scaffolds ósseos osteoindutores utilizando hidrogéis de gelatina/quitosana ativados pela incorporação de emulsão dupla A/O/A ou microesferas de alginato de sódio contendo extrato de urucum (Bixa orellana L.). O extrato é produzido por métodos convencionais com solvente hidroetanólico ou por solventes eutéticos profundos naturais (NADES), um método de extração verde. Assim, as formulações consideradas ideais do extrato de urucum (EU), emulsão dupla A/O/A (DE) e microesferas de alginato de sódio (ME) encapsulando o EU serão adicionadas aos hidrogéis de gelatina/quitosana e utilizadas na impressão 3D para criar potenciais scaffolds ósseos. A combinação de matérias-primas provenientes de fontes naturais, aliada a tecnologias inovadoras e sustentáveis, proporciona uma estratégia promissora para o desenvolvimento de novos biomateriais destinados à regeneração do tecido ósseo, oferecendo personalização e propriedades ativas benéficas para a saúde humana. (AU)

As técnicas de manufatura aditiva (MA) têm viabilizado a fabricação de peças de aço com alta complexidade geométrica, como ferramentas para forjamento, injeção e fundição com canais internos de resfriamento. Apesar de reduzir o desperdício de materiais nobres, a MA, em particular a fusão em leito de pó com feixe de laser (PBF-LB), produz uma microestrutura no aço ferramenta AISI H13 com alta fração de austenita retida (AR), sendo essa fase deletéria para a peça final. Essa proposta de projeto de pesquisa pretende estudar os efeitos da incorporação de pó de titânio ao pó de aço AISI H13 como uma forma de reduzir a fração de AR após o processamento por PBF-LB. A estabilização da AR está relacionada à microssegregação de elementos de liga, principalmente carbono, durante o processamento. O titânio possui elevada afinidade com o carbono e forma o composto intermetálico TiC, um carboneto estável, mesmo em temperaturas elevadas. Portanto, a adição de titânio tem potencial para reduzir o teor de carbono em solução na matriz e, consequentemente, reduzir a fração de AR após o processamento por PBF-LB. Nesse projeto, pretende-se obter peças de aço AISI H13 processadas por PBF-LB com incorporação de titânio e realizar a caracterização microestrutural e mecânica antes e após rotas de pós-processamento por tratamento térmico. Dentre as etapas de caracterização, destaca-se a avaliação da microssegregação e da precipitação de carbonetos por meio de técnicas avançadas, como microscopia eletrônica de transmissão e tomografia de sonda atômica. (AU)

A cranioplastia, procedimento de ampla importância para a reconstrução craniana pós-craniectomia descompressiva, enfrenta desafios de personalização, eficiência e acessibilidade. No Brasil, entre 2011 e 2021, houve cerca de 16.106 casos de cranioplastia, de acordo com dados extraídos do DATA SUS, ressaltando a necessidade de uma solução aprimorada para atender amplo volume de casos. Diante disso, profissionais formados no CTI Renato Archer, um centro de tecnologia brasileiro especializado em soluções de impressão 3D, iniciaram o desenvolvimento de um software capaz de realizar uma primeira estimativa de próteses com base diretamente de imagens de tomografia computadorizada (arquivo de formato DICOM). Esse software oferecerá uma alternativa confiável ao processo tradicional de modelagem 3D de próteses cranianas e moldes para impressão 3D. Ao aprender com casos reais resultantes da assistência a mais de 180 casos em atendimento ao SUS e utilizando algoritmos de aprendizado de máquina, esta solução proporciona personalização precisa e elimina os desafios de produção, como custos elevados e prazos longos. A visão futura é comercializar o software e/ou manufaturar por impressão 3D kits com moldes e próteses modelados por Inteligência Artificial, ampliando a acessibilidade, agilidade e, consequentemente, trazendo competitividade para a empresa. Esse projeto busca auxiliar os médicos na cranioplastia, melhorando resultados clínicos, reduzindo custos, tornando a recuperação dos pacientes mais eficiente e qualidade de vida satisfatória. (AU)

Apesar da notável capacidade regenerativa do osso, condições patológicas e lesões de tamanho crítico podem impedir seu reparo eficiente. Nesse contexto, a engenharia de tecidos ósseos tem se destacado como área de pesquisa crucial medicina regenerativa. Recentemente, as vesículas extracelulares de matriz (MVs), utilizadas como uma terapia livre de células, surgiram como promissora estratégia para a regeneração óssea. Contudo, a administração de MVs na forma livre é desafiadora devido à sua rápida eliminação pelo organismo. Assim, este projeto propõe a produção e caracterização de scaffolds tridimensionais à base de biopolímeros e colágeno, incorporados com MVs, visando sua aplicação inovadora na regeneração do tecido ósseo. O design dos scaffolds buscará mimetizar o microambiente da matriz extracelular óssea, favorecendo o reconhecimento, proliferação e diferenciação celular. Para aprimorar as propriedades reológicas de géis de colágeno, permitindo a impressão 3D, serão desenvolvidos hidrogéis contendo misturas com amido e carragenanas. As MVs serão isoladas de pré-osteoblastos MC3T3, caracterizadas com relação às suas propriedades físico-químicas e capacidade de mineralização, e incorporadas aos hidrogéis. A produção dos scaffolds ocorrerá via impressão 3D por extrusão, visando obter materiais com propriedades mecânicas similares ao osso trabecular, porosidade controlada e personalização ao tamanho e forma dos defeitos. Este projeto ampliará a utilização do amido na produção de biomateriais personalizados, quando adicionado ao colágeno e modificado com MVs, e também representa uma abordagem inovadora para a regeneração óssea por meio do uso de biopolímeros, obtidos de fontes renováveis. Além disso, as carragenanas possuem estrutura que se assemelham ao sulfato de condroitina, importante componente da matriz extracelular óssea e possuem propriedades reológicas superiores a este, permitindo a obtenção de hidrogéis. A metodologia proposta incluirá avaliações in vitro, visando a compreensão abrangente do potencial osseoindutor dos scaffolds através da diferenciação de cultura de células mesenquimais extraídas da medula óssea de camundongos. Espera-se que os resultados desta proposta contribuam para uma alternativa eficaz e promissora para a regeneração do tecido ósseo, além de potencial valor patentário e benefícios substanciais à saúde humana. (AU)

O jatobá e o cajueiro-do-cerrado são duas espécies comumente encontradas no Cerrado -segundo maior bioma brasileiro-, e predominantes na região Oeste da Bahia. Trata-se de espécies com grande valor cultural e comercial para as comunidades dessa região, que podem ser aproveitadas de diferentes formas. Uma das formas de aproveitamento dessas duas espécies é para extração de gomas, que são polissacarídeos conhecidos popularmente como fibras dietéticas solúveis, possuindo inúmeras aplicações comerciais, nas indústrias de alimentos, farmacêutica, veterinária, entre outras. As gomas podem ser obtidas da polpa do jatobá e do exsudato do caule da árvore do cajueiro-do-cerrado. Entretanto, pouco se sabe a respeito da goma do jatobá e nada, até o momento, foi descrito a respeito da goma do cajueiro-do-cerrado. Diante do exposto, o objetivo desta proposta é unir e empreender esforços em recursos humanos, bem como explorar as infraestruturas e expertise em pesquisa de Instituições dos Estados da Bahia e São Paulo para gerar conhecimento sobre as propriedades físico-químicas, antimicrobianas, prebióticas e possíveis efeitos de toxicidade dessas gomas. Além disso, uma vez estabelecidas essas propriedades, será possível fazer diversas aplicações, demonstrando assim o potencial desses materiais para serem utilizados como aditivos naturais, genuinamente brasileiros, mais econômicos, abundantes e eficientes (por exemplo, como espessante, estabilizante, emulsificante e gelificante). Ademais, será possível demonstrar também a aplicação destas gomas como agentes encapsulantes na formação de coacervados, como carreadores na produção de partículas por spray-drying, agentes formadores de biofilmes, matrizes poliméricas para estruturação de géis, microgéis e para impressão 3D. (AU)

O presente projeto visa aprimorar a tecnologia assistiva de órtese para membro superior e membro inferior utilizando alta tecnologia de processamento, assim como validar a utilização dessa solução em escala. Atualmente a confecção de órtese utilizando termoplástico é totalmente realizada de forma artesanal, sendo morosa e custosa financeiramente. Com as validações propostas nesse projeto, pretende-se chegar a um modelo de negócio em que os profissionais especializados consigam obter, com valor competitivo, órteses estáticas planas em até 10min por corte a laser e órteses articuladas complexas (peças com mais de 3,2mm de espessura) em até 24h por impressão 3D. Todas as órteses propostas poderão ser moldadas diretamente no paciente, sendo possível um ajuste fino respeitando os processos anatômicos e melhorando o processo de recuperação. Além disso, também é proposto nesse projeto a confecção de órteses "padrão" de membro inferior para crianças e bebês com a possibilidade de moldagem diretamente no paciente reduzindo a quantidade de atendimentos e a espera de semanas ou meses para a realização do atendimento no SUS de entrega da órtese para um atendimento de algumas horas para recebimento do dispositivo. Para tanto, será necessário o desenvolvimento de geometrias parametrizadas das órteses de membro superior e membros inferiores. A partir dessas parametrizações será possível gerar geometrias personalizadas de forma rápida que poderão ser utilizadas para o corte a laser de placas com tempo de processo de aproximadamente 5min ou impressão 3D utilizando grânulos (o tempo de processo varia de acordo com a complexidade e tamanho da órtese). Os processos descritos precisam ser validados integralmente em três etapas (TRL 7 - clínica, 8 - clínicas e 9 - hospital) para verificar sua robustez. O material utilizado na confecção das órteses será da série bHealed da empresa Manish que possui classes com baixa, média, alta e super alta resistência mecânica, todos com possibilidade moldagem na pele do paciente. O presente projeto visa desenvolver uma forma inovadora de aplicação da tecnologia assistiva de órteses com maior velocidade e baixo custo. Dessa forma, poderá aumentar sua utilização, visto que apesar da necessidade da população desse tipo de tecnologia, os custos e demora na confecção são atualmente transtornos inerentes do processo. (AU)